【汽机专业】定冷水系统及相关阀门介绍说明
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教育
2024-11-10 20:27
安徽
发电机定子冷却水系统为闭式循环系统，由两台定冷水泵、两台冷却器、两台滤网、定冷水箱、离子交换器、加碱装置及监控仪器等组成。定子冷却水系统主要功能是冷却水通过定子绕组空心导管，将定子绕组损耗产生的热量带出发电机，极大地降低发电机最热点的温度，并降低可能产生导致热膨胀的相邻部件之间的温差，从而将各部件所受的机械应力减少至最小。定子冷却水系统基本流程：从定子冷却水供水装置出来的冷水经发电机入口管道设置的过滤器进入发电机励端定子绕组的进水汇流管，其中一路通过聚四氟乙烯绝缘水管流入定子线棒中的空心导线，然后从线圈的另一端管汇入汽端出水汇流管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管，然后经外管道汇入汽端出水汇流管。双路水流汇总后最后从汽端机座上部流出发电机，经总出水管返回到定冷水箱，从而保证了发电机定子绕组及汇流管等始终充满冷却水。定子线圈的出水首先回入定冷水箱，回水中含有的微量氢气可在水箱内释放。定冷水箱顶部有一排气管道，当水箱内气压高于一定值时，排气管道上安全阀开启，水箱通过排气管道上的一个气表向大气排气。在定冷水箱上还装有一压力开关，当水箱内的气体过多时，来不及通过安全阀向大气排放，水箱内的压力将升高，达到此设定值时，压力开关触点闭合，发出“水箱压力－高”报警信号。![]()
定冷水箱顶部有一防虹吸管。进水汇流管和出水汇流管的顶部通过一根排气管相互连接，排气管的出水端直接与水箱相通，用以排除定子线圈中的气体。该排气管由于将励端和汽端的进出水汇流管在顶部起到压力的平衡作用，所以在水系统断水时可起到防止虹吸的作用，使定子冷却水仍然滞留在线圈内部。定冷水箱装有液位开关，用于自动控制电磁阀补水以保持箱内正常的液位水平及对过高或过低的液位发出报警。水箱上还配有带液位变送的磁性翻板式液位计，用以就地观察水箱液位情况和将水位信号送至DCS。定冷水箱排气管道在运转层排大气处上装有气体流量表，用以显示从水箱中排出气体的数量。气表为就地累积式仪表，需要运行人员定时到现场巡视记录。![]()
- 在正常运行情况下，每天大约可测出（50～150）升通过绝缘引水管渗透，并汇集到水箱的氢气。
- 当流过气表的流量明显增大到大于每天560升时，说明发电机内存在漏点，在下一次计划停机时查找漏点并加以修复。
- 当流过气表的流量明显增大到大于每天5立方米时，应立即停机，查找漏点并加以修复。
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为保证发电机连续、可靠的运行，定冷水系统配有两台100%额定能力的离心泵使水循环流动，两台泵中必须选择一台为工作泵、另一台为备用泵。当工作泵出现故障时，备用泵将自动启动。水泵由三相交流电动机驱动，通过不同的系统供电以提高可靠性。每一泵的出口处均装有截止止回阀，在进口处装有截止阀，以隔离水泵。本装置提供泵组故障信号，即由水泵出口管道上的压力变送器来实现：当一台运行中的水泵发生故障，使得泵的出口压力下降至设定值时，在发出报警信号的同时自动启动备用泵以维持水系统的正常运行。![]()
注入的除盐水及循环的定子冷却水不能含有可积聚和阻流的颗粒，因此，主水路的水必须通过高精度的过滤器过滤。过滤器不需要也不能带有任何旁路。主水路过滤器设有二台，每台都可承担100%的水量，运行时可通过过滤器切换阀进行切换。过滤器切换操作前要对备用过滤器进行注水排空操作，首先打开备用过滤器排空气阀，再打开过滤器切换注水阀，待排空气阀连续水流流出后，转动过滤器切换阀进行过滤器切换操作，切换阀上部有箭头指示当前运行过滤器。切换完成后关闭过滤器排空气阀、过滤器切换注水阀。![]()
过滤器受污染的程度可由过滤器二端的压差变送器来确定。当过滤器两端压差增大到一定值时，压差变送器发出“过滤器压差高”报警信号，此时应及时将备用过滤器投入运行，清理或更换被堵塞的过滤器滤芯。在发电机定子线圈进出口处设有反冲洗管道，可对绕组进行反冲洗或通过旁路对绕组或管道进行清洗。- 逆时针旋转手柄（A—C，B—D），反冲洗时顺时针旋转手柄（A—B，C—D）。
水系统装有两台并联连接的冷却器，每台冷却器的热交换容量为100％。该冷却器设计为不锈钢板式冷却器，所有过流部分为不锈钢材料，冷却器的定冷水侧无旁路。当其中的一台出现故障时，另一台冷却器能够单独承担整个冷却水容量的水流。冷却器的最高位置装有排气管道，备用冷水器在发电机正常运行时要求将进口阀阀略微打开一些，旁路一股小流量的水流连续地经排气管路流回水箱，并将气泡带到水箱。注意：在切换水泵、过滤器及冷水器时，必须先将备用装置预先投入使用，然后才可关闭正在运行的装置，以防造成瞬时断水而引起发电机跳闸事故。水系统的功能之一是保持进入定子线圈的冷却水处于合适的低电导率值，这是因为定子绝缘引水管须承受定子线圈对地电压。水系统运行时，从冷却水路中旁路一小部分冷却水，使之流经一台混床式离子交换器来实现降低冷却水的电导率。流经离子交换器的冷却水水量通过流量表计显示，并由手动阀阀控制通过离子交换器的水量。在正常情况下，只需有少量的冷却水（大约为额定定冷水流量2%以下）流经离子交换器即可保证主循环水路中冷却水的电导率处于规定的范围内。只有当电导率居高不下时，才有必要增大流经离子交换器的水量。![]()
水系统的补充水来自于锅炉的凝结水系统或除盐水系统，补充水依序通过补水过滤器、减压阀、电磁阀（或旁路阀）和水处理系统，然后进入水箱。电磁阀的开闭由位于水箱上的液位开关控制。为了防止补充水进水压力过高，进水管道上还装有安全阀。![]()
为防止发电机投运前，因机内氢气湿度过高，同时定子绕组内部循环水温度又过低造成定子绕组表面结露这种不利因素的产生，在主水路定子线圈入口管路上设有旁路式电加热器，以便在发电机投运前对冷却水进行加热，从而杜绝绕组表面结露现象的产生。正常运行时，冷却水电加热装置是不投入运行的，并通过旁路阀阀和管路隔离出主循环水路。![]()
定子线圈冷却水的电导率由二个电导率仪来监测，其中一个安装在定子线圈主水管路的旁路上，用于监测主水路的电导率；一个安装在离子交换器的出水管路上。主水路电导率的正常范围应保持在（0.4～2.0）μS/cm。当主水路中的电导率达到3μS/cm时，将发出“电导率高”警报。离子交换器出口水路中的电导率达到1μS/cm时，将发出“离子交换器出口电导率高”报警。离子交换器出口水路中的电导率可直接反映出离子交换器内树脂的饱和情况。![]()
氮气系统：定冷水箱是密闭的。在水箱液位以上的空间应充有一定压力的氮气，以隔绝空气对水质的不良影响。氮气来自供氮装置，充入水箱的氮气压力，由氮气减压器自动稳定在14kPa。压缩空气系统：同时，为了进一步干燥定子线圈，配备了清洁的仪用压缩空气用以驱赶定冷水系统的残水。总进、出水汇流管之间装有一压差变送器，用于指示冷却水通过定子线圈的水流压降，并对不正常的压降发出报警信号。在总进水汇流管上还引出一压力信号，通过压力变送器就地指示进水压力，并通过压力变送器将线圈进水压力信号送至主控室计算机。在总进、出水汇流管底部各装有一个排污管道，进水压力变送器信号取自励端排污管道排污球阀前，进出水差压变送器一端压力取自进水压力变送器，另一端取自汽端排污管道排污球阀前。排污球阀位于7米层励磁变北侧，差压变送器位于0米层定冷水供水装置北侧。0米层定冷水供水装置北侧还有一线圈排气阀。![]()
定冷水出水管道设三个信号并联的压差变送器用于断水保护，断水流量设定为额定流量的80%。根据“三取二”原则，由计算机实现断水保护,以提高断水保护的可靠性。定冷水供水总阀位于0米层定冷水供水装置处，供水总阀后有一定冷水出口流量计。![]()
定冷水进入发电机后，除了一路通过定子线棒中的空心导线流至汽端出水汇流管，还有一路由出线盒内的出水管流出，经外管道汇入汽端出水汇流管。外管道位于七米层发电机底部。![]()
定冷水供水系统是指除了定子绕组外的定子冷却水系统。向定冷水供水系统中注水的前提条件是：2） 阀阀已根据阀阀的位置清单设置好（如需投用电加热器，则打开电加热器进、出口隔离阀（MKF29AA003、MKF29AA002），并关闭其旁路阀（MKF29AA001）；待电加热器不再投用后，则关闭其进、出口隔离阀（MKF29AA003、MKF29AA002），打开其旁路阀（MKF29AA001））；3）所有压力计和变送器之前的阀阀必须开启（先关闭，然后打开一圈）。4） 将发电机定子绕组反冲洗四通阀置于正常工作位置。5） 装入离子交换树脂，为了防止树脂处于干燥状态，应立即向水系统充水，树脂不允许结冻。1）关闭水箱压力开关隔离阀（MKF05AA303)，充氮管路隔离阀(MKF05AA252)，压缩空气隔离阀(MKF06AA251)和水箱排气隔离阀(MKF05AA502)，隔离水箱对外的接口。打开线圈排气阀(MKF44AA401)。2） 缓慢打开补水隔离阀(MKF25AA251)使补充水进入水系统。将减压阀(MKF25AA151)的出口压力整定在0.7MPa。3） 补充水自动补水时经电磁阀(MKF25AA151)流入，电磁阀由装于水箱上的液位开关(MKF05CL001)控制开或关。手动补水时经手动补水阀（电磁阀旁路阀）(MKF25AA263)流入。4） 打开离子交换器进出口(MKF22AA251、MKF22AA252、MKF22AA254)和排气阀(MKF22AA501)将水充入离子交换器。约充水5分钟后关闭进出口(MKF22AA251、MKF22AA252、MKF22AA254)和排气阀(MKF22AA501)。5） 打开离子交换器旁路阀(MKF22AA253)将水充入水箱，同时水流还将充入水泵、过滤器、冷水器及其连接管道。6） 打开冷水器排气阀(MKF13AA501、MKF14AA501)和过滤器排气阀(MKF16AA501、MKF17AA501)，对冷水器和过滤器进行排气，时间约为30分钟。然后将离子交换器、过滤器和冷水器的排气阀先关闭，再旋开一整圈，用于连续排气。7） 当水箱液位达到正常位置时，补水电磁阀(MKF25AA151)将在液位开关（MKF05CL001）的作用下关闭，此时可手动打开电磁阀旁路阀（MKF25AA263）继续补水，越过水箱高液位，直至线圈排气阀（MKF44AA401）能放出水。8） 当离子交换器旁路阀（MKF22AA253）、电磁阀旁路阀（MKF25AA263）打开时，不要关闭线圈排气阀（MKF44AA401）。若从（MKF44AA401）阀喷出的水流中不再含有空气时，应调节电磁阀旁路阀（MKF25AA263），使之处于节流状态，观察压缩空气压力表（MKF06CP501），以防建立静压。9） 对水装置的管路、设备和所有测量点进行排气。打开定子线圈顶部的排气阀（MKF44AA401），对整个水系统回路进行排气。通过反复开启排气阀，使水系统完全放气。10）启动一台水泵使水流循环。注意：水泵的干运转会对设备造成损坏，必须在系统注完水情况下才可启动水泵。11）使用定冷水供水总阀（MKF19AA251），将流过定子绕组的水流量设置到其运行设定值。12）在排气过程中，如需要切换水泵，则需对水系统反复排气。13）保持一台定冷水泵的运行维持供水系统的水循环。14）当从线圈排气阀（MKF44AA401）喷出的水流中不再含有空气时停泵，依次关闭电磁阀旁路阀（MKF25AA263），离子交换器旁路阀（MKF22AA253），补水隔离阀（MKF25AA251）。一般此冲洗和排气过程约需2个多小时。15）打开水箱排污阀（MKF05AA401），排除可能积蓄的水。16）确保所有水系统设备阀阀已按照正常工作状态设置，所有水系统设备已注满水。17）在水系统注水期间，要求水的电导率≤1μS/cm。2） 检查各报警压力、压差开关和各变送器的工作状态。3） 检查两冷却器的一次水侧是否注满水。设置两个冷却器的进出口阀阀，使二台冷却器中的一台投入运行。4） 关闭水冷却器的排污阀，排气阀节流，确保设备排气。检查所有压力计和压力传感器是否正确排气。6） 检查两台冷却器的二次水侧是否已经注满水并正确地排气。9） 定冷水系统已注满除盐水并准备好运行。启动运行监视程序。定子供水系统注满水后，必须用氮气对定冷水箱进行充氮隔氧。请确认：
3） 关闭排气管路上的排气截止阀（MKF05AA502）。4） 有可靠的氮气供给。开启氢系统上的供氮阀阀并将氮气减压器的出口压力整定在100kPa，检查其功能正常。1） 打开氮气供气截止阀（MKF05AA251）和（MKF05AA252），将氮气充入水箱。2） 打开水箱排污阀（MKF05AA401）排放过量的水，直到水箱内液位在液位计上显示高位（700mm）时为止。3） 启动定冷水泵并将水箱内的液位调整到正常值。装在水箱上的液位开关会自动通过控制（MKF25AA151）电磁阀来补充水量。如果发生高液位报警，可打开水箱排污阀（MKF05AA401）排水，直至液位正常为止。5） 通过上述操作可完成对水箱充氮，水箱液位也处于正常位置。在进行定子线圈的绝缘试验时，如线圈中的存有剩水将会影响线圈的绝缘试验的进行，此时应将定冷水系统中的水彻底排放。在放水之前，水箱应先减压，将水箱的残余气体通过安全阀旁路排入大气。然后关闭供气阀阀以切断供氮管道和定子线圈水系统的联系。发电机定子线圈内的水可通过从发电机两端总进、出汇水管下排污管道排掉。当所有定子线圈内的水通过此管道排掉后，可将水箱内的剩水也放掉。为了进一步干燥定子线圈，可用清洁的仪用压缩空气继续驱赶残水。关闭水箱上的排气阀、液位计阀、通往水泵的阀阀，允许对水箱及定子线圈充入（0.5～0.7）MPa的压缩空气，然后快速开启励端发电机底部的球阀（MKF40AA401）快速释放压力，利用高速气流迫使空心导线中的残余剩水冲出线圈。上述方法可视需要反复进行，直到线圈内残留的水很少，即排放气体时看不到有水珠或水雾喷出来为止。一般情况下经过多次反复升压和排气，定子的绝缘电阻能达到试验所要求的数值。
